ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЭКСТРАКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ ИЗ РЯБИНЫ КРАСНОЙ Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

УДК 664

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЭКСТРАКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ ИЗ РЯБИНЫ КРАСНОЙ

Горьков А.А., студент 3 курса направления подготовки «Биотехнология» Научный руководитель: к.т.н., доцент Мищенко Е.В. ФГБОУ ВПО Орел ГАУ

АННОТАЦИЯ

В статье приводится методика проведения экспериментальных исследований процесса экстрагирования из плодов рябины обыкновенной и определения характеристик полученных экстрактов.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

Рябина обыкновенная, экстрагирование, экстрагент. ABSTRACT

In the article the test procedure of the experimental research of the extraction process from mountain ash fruits and the definition of the received extracts characteristics are given.

KEY WORDS

Mountain ash, extraction, extracting agent.

Для пищевой промышленности требуются сухие экстракты гидрофильной части различных ягод и плодов, так как они хорошо растворимы и могут использоваться для обогащения продуктов питания и расширения ассортимента напитков. В связи с широким распространением и наличием комплекса биологически активных веществ использование рябины красной (обыкновенной) для получения ее экстрактов является актуальным. Рябина обыкновенная Sorbus aucuparia L. обладает выраженным терапевтическим эффектом и поливитаминным действием.

Целью данной работы являлось проведение экспериментальных исследований процесса извлечения экстрактивных веществ из рябины обыкновенной и определение качественных показателей полученных экстрактов.

Материалы и методика исследований Объектом исследования являлись образцы плодов рябины обыкновенной Sorbus aucuparia L., собранные в Орловской области в осенний период после первых заморозков (для удаления горечей) и предварительно высушенные.

Химический состав высушенных плодов рябины обыкновенной представлен следующими компонентами: вода 12 %, сухие вещества 88 %. Сухие вещества включают белки, моно- и дисахариды, пищевые волокна, жиры, органические кислоты, минеральные вещества, витамины, дубильные вещества [1].

Подготовка сырья к экстрагированию включала измельчение его на лабораторной мельнице ЛЗМ и разделение на фракции с помощью сит из металлотканой сетки № 0,2; № 1 и № 2. Для исследования были взяты две фракции: мелкая с размером частиц 0,2-1 мм и крупная с размером частиц 1-2 мм. Экспериментальные исследования осуществляли в Центре коллективного пользования «Орловский региональный центр сельскохозяйственной биотехнологии» (Орел ГАУ).

Среди многих факторов, интенсифицирующих экстрагирование, можно отметить температуру, вибрационное воздействие и ультразвук. Поэтому параллельно были исследованы несколько вариантов водной экстракции.

38

Экстрагирование в системе «твердое тело-жидкость» проводили на шейкере Water bath shaker Type 357. Экстрагентом являлась дистиллированная вода. Для экстрагирования были взяты сырье:экстрагент в соотношении равном 1:5 (по массе). Ультразвуковое экстрагирование осуществляли в ультразвуковой мойке «Ultrasons» с частотой 22 кГц. Для сравнения проводили экстрагирование настаиванием (мацерацией).

Процесс экстрагирования растворимых веществ из плодов рябины в общем виде включает четыре основные стадии [2]:

- проникновение экстрагента в поры частиц рябины обыкновенной;

- растворение экстрактивных веществ;

- перенос экстрагируемого вещества из глубины частиц рябины обыкновенной на ее поверхность (внутренняя диффузия);

- перенос извлекаемого вещества от поверхности вглубь экстрагента (внешняя диффузия).

Движущей силой процесса экстрагирования является разность концентраций органических веществ в клетках рябины и в основной массе экстрагента, находящегося в контакте с поверхностью размолотых частиц рябины.

Для оценки степени извлечения экстрактивных веществ и подтверждения эффективности метода экстрагирования определяли содержание растворимых сухих веществ, глюкозы по показателю преломления на рефрактометре RE50 [3]. Перед началом работы рефрактометр прогревали до выравнивания температуры, затем протирали призмы рефрактометра марлей, смоченной дистиллированной водой, сушили и проверяли установку нуль - пункта по дистиллированной воде. Небольшое количество (2-3 капли) исследуемого раствора помещали на рабочую неподвижную призму рефрактометра и сразу же накрывали подвижной призмой. После звукового сигнала записывали значения показателя преломления. Перевод найденного значения показателя преломления в значение массовой доли растворимых сухих веществ и глюкозы осуществляли по специальным таблицам.

Мутность экстракта измеряли на денситометре Денси-Ла-метр по оптической плотности, длина волны 535+/-20 нм. Для этого экстракт наливали в пробирку и помещали в прибор, затем снимали показания на цифровом табло.

Плотность полученных экстрактов определяли пикнометрическим методом [4]. Высушенный при температуре 100-105 °С до постоянной массы и охлажденный в эксикаторе до комнатной температуры пикнометр взвешивался с погрешностью не более 0,0015 г, заполнялся при помощи маленькой воронки дистиллированной водой немного выше метки. Пикнометр закрывался пробкой и выдерживался 20 мин в водяном термостате или водяной бане при температуре воды 20,0±0,1 °С. При этой температуре уровень воды в пикнометре доводился до метки при помощи капиллярной трубки или свернутой в трубку полоски фильтровальной бумаги. Пикнометр снова закрывался пробкой и выдерживался в термостате или водяной бане еще 10 мин, проверяя положение мениска по отношению к метке. Затем пикнометр вынимался из термостата или водяной бани, вытирался снаружи мягкой тканью досуха и был оставлен под стеклом аналитических весов в течение 20 мин, затем взвешивался с погрешностью не более 0,0015 г. Потом его освобождали от воды, споласкивали последовательно этиловым спиртом и эфиром, высушивали, как указано выше, охлаждали в эксикаторе до комнатной температуры и заполняли испытуемым раствором, после чего проводили те же операции, что и с дистиллированной водой. Наполнение пикнометра водой (или раствором), установку мениска и взвешивание повторяли три раза. Для вычисления брали среднеарифметическое значение.

Плотность испытуемого раствора p20, кг/м3, вычисляется по формуле:

Р20 =(т2 -т)-998,23

от, - т

где т - масса пустого пикнометра, г; т1 - масса пикнометра с дистиллированной водой, г; т2 - масса пикнометра с испытуемым раствором, г; 998,23 - значение плотности воды при температуре 20 °С, кг/м3.

По результатам проведенных исследований были составлены таблицы и построены графики, показывающие влияние различных факторов на характеристики полученных экстрактов.

Библиография

1. Бучнова, В. Г. О химическом составе плодов рябины и шиповника иглистого / В. Г. Бучнова // Ресурсы недревесной продукции лесов Карелии. - 1981. -С. 132-135.

2. Кавецкий, Г. Д. Процессы и аппараты пищевой технологии / Г. Д. Кавецкий, Б. В. Васильев. - М. : Колос, 1997. - 551 с.

3. ГОСТ Р 50546-93. Сироп из глюкозы. Определение содержания сухого вещества с использованием показателя преломления. Рефрактометрический метод.

4. ГОСТ Р 29030-91. Продукты переработки плодов и овощей. Пикнометрический метод определения относительной плотности и содержания растворимых сухих веществ.